Wspó czesne koncepcje etiopatogenezy zespo u policystycznych jajników

Transkrypt

1 Wspó czesne koncepcje etiopatogenezy zespo u policystycznych jajników Present conceptions of etiopathogenesis of polycystic ovary syndrome Radomski Dariusz, Orzechowska Aleksandra, Barcz Ewa Klinika Ginekologii i Po o nictwa Akademii Medycznej w Warszawie. Streszczenie Zespó policystycznych jajników jest jednà z najcz stszych endokrynopatii wyst pujàcych u kobiet w wieku reprodukcyjnym. Pomimo 70-letniej historii badaƒ, etiopatogeneza tego zespo u jest nieznana, jak równie definicja zespo u PCOS budzi kontrowersje. W pracy omówiono najnowsze koncepcje patofizjologii PCOS, koncentrujàc si na koncepcji gonadotropowo-jajnikowej oraz insulinozale nej. Przedstawiono tak e znaczenie stanu zapalnego, uszkodzenia Êródb onka i stresu oksydacyjnego w rozwoju zmian metabolicznych wspó istniejàcych z PCOS oraz postulowane mechanizmy genetyczne. Na podstawie omówionych koncepcji zaproponowano hipotetyczny model opisujàcy biologiczne mechanizmy powstawania zespo u policystycznych jajników S owa kluczowe: zespó policystycznych jajników etiopatogeneza, diagnostyka, patofizjologia / jajnik patofizjologia / hiperandrogenizm / hiperinsulininizm powik ania / oty oêç / Abstract Polycystic ovary syndrome is one of the most common endocrinopathies, occurring in women in reproductive ages. Despite a long history of studies on PCOS, its etiology is still unknown and the very definition remains controversial. This paper presents the most modern concepts which explain the pathophysiology of PCOS, concentrating on a gonadotropic-ovarian and an insulin-dependent model, the roles of a inflammatory state, an endothelium injury and an oxidative stress in PCOS development, as well as postulated genetic mechanisms. The hypo-thetical model of PCOS etiopathogenesis is proposed on the base of the discussed partial con-cepts. Key words: polycystic ovary syndrome etiopathogenesis, diagnosis / ovary etiopathogenesis / obesity / hyperandrogenism / hiperinsulinism / hypogonadism / Definicja i epidemiologia Morfologia policystycznych jajników zosta a po raz pierwszy opisana przez Chereau w 1844 [1], zaê w 1935 Stein i Leventhal przedstawili pierwsze doniesienie o zespole policystycznych jajników (PCOS) [2]. Pomimo ponad 70-letniej historii badaƒ nad patofizjologià PCOS etiopatogeneza tego zespo u jest wcià nieznana, zaê definicja budzi wcià wiele kontrowersji. Obecnie nadal dominuje nozologiczna definicja PCOS, której podstawà sà uzgodnione, w wyniku konsensusu ekspertów, kryteria diagnostyczne. W piêmiennictwie wcià stosowane sà dwa zestawy kryteriów diagnostycznych (Tabela 1). Adres do korespondencji: Ewa Barcz I Klinika Ginekologii i Po o nictwa Akademii Medycznej w Warszawie. Warszawa, pl. Starynkiewicza 1/3 ewa.barcz@interia.pl Otrzymano: Zaakceptowano do druku:

2 Radomski D, et al. Tabela I. Kryteria rozpoznania zespo u policystycznych jajników. NIH (1990) spe nienie 2 kryteriów: wyst powanie bezowulacyjnych cykli miesiàczkowych wyst powanie klinicznych lub biochemicznych objawów hiperandrogenizmu EHRE/ARSM (2003) spe nienie 2 z 3 kryteriów: wyst powanie bezowulacyjnych cykli miesiàczkowych wyst powanie klinicznych lub biochemicznych objawów hiperandrogenizmu stwierdzenie obrazu policystycznych jajników w badaniu USG (obecnoêç co najmniej 12 p cherzyków Graafa o Êrednicy 2-9mm lub obj toêç jajnika >10ml) Modyfikacja NIH (2005) spe nienie 2 kryteriów: wyst powanie klinicznych lub biochemicznych objawów hiperandrogenizmu stwierdzenie obrazu policystycznych jajników w badaniu USG lub wyst powanie bezowulacyjnych cykli miesiàczkowych oraz wykluczenie innych chorób zwiàzanych z hiperandrogenizmem (wrodzony lub nabyty przerost nadnerczy, zespó Cushinga, guzy wydzielajàce androgeny) Pierwszy z nich zosta zaproponowany w 1990 roku i jest rekomendowany przez Narodowy Instytut Zdrowia USA [3]. Drugi, rekomendowany przez European Society for Human Reproduction & Embryology i American Society of Reproductive Medicine by wprowadzony podczas konferencji w Rotterdamie w 2003 r. [4]. W 2005 r. Azziz zaproponowa modyfikacj kryteriów NIH, które stanowià po àczenie dwóch poprzednich rekomendacji [5]. Powy sze zestawy kryteriów diagnostycznych prowadzà do ró nej liczby fenotypów pacjentek z rozpoznanym PCOS. Najbardziej restrykcyjne sà kryteria z 1990 roku, wed ug których mo na wyró niç 6 fenotypów kobiet z PCOS. Liberalne kryteria rotterdamskie prowadzà do 10 fenotypów, zaê stosujàc zmodyfikowane kryteria NIH otrzymuje si 9 ró nych fenotypów. Ponadto nie ma tak e zgodnoêci dotyczàcej listy chorób, które powinny byç wykluczone podczas rozpoznania PCOS. Niektórzy autorzy sugerujà tak e wykluczenie innych przyczyn zaburzeƒ owulacji takich jak: zaburzenia czynnoêci tarczycy, hiperprolaktynemii, braku miesiàczkowania pochodzenia podwzgórzowego oraz zespo u HAIRAN [6]. Zró nicowanie nozologicznej definicji zespo u policystycznych jajników jest wa nym problemem metodologicznym wp ywajàcym na interpretacje i porównywanie wyników badaƒ klinicznych dotyczàcych zespo u policystycznych jajników. Trudno jest szacowaç rzeczywistà cz stoêç wyst powania PCOS wêród kobiet w wieku reprodukcyjnym, gdy dotychczas przeprowadzone badania przekrojowe oparte by y tylko o kryteria NIH z Cz stoêç wyst powania PCOS szacowana jest na 4-8% kobiet w wieku prokreacyjnym [7, 8, 9]. Przypuszcza si, e zastosowanie kryteriów rotterdamskim mog oby 2-3 krotnie zwi kszyç cz stotliwoêç PCOS [6]. W piêmiennictwie brak jest wyników du ych badaƒ epidemiologicznych dotyczàcych czynników ryzyka zespo u policystycznych jajników. W badaniach przeprowadzonych na ma- ych grupach pacjentek obserwowano istotnie statystycznie zwi kszonà cz stoêç wyst powania PCOS wêród kobiet z: niskà masà urodzeniowà, przedwczesnym rozpocz ciem dojrzewania p ciowego oraz wyst powaniem menarche powy ej 15 r.. [10, 11, 12]. Dobrze udokumentowanym czynnikiem ryzyka towarzyszàcym zespo owi policystycznych jajników jest oty oêç [13]. Ponadto obserwuje si tendencj do rodzinnego wyst powania PCOS. Kahsar-Miller i wsp. wykazali, e u 35% matek oraz u 40% sióstr pacjentek z PCOS rozpoznano tak e ten zespó [14]. Równie zaobserwowano podwy szone st enie DHEAS u braci pacjentek z PCOS [15]. Koncepcje patofizjologiczne PCOS Pierwszà koncepcj patofizjologicznà zespo u policystycznych jajników sformu owa Yen w 1980r. Zgodnie z tà koncepcjà, czynnikiem etiologicznym jest stres, który w okresie dojrzewania nadmiernie stymuluje nadnercza. Zwi kszone st enie estrogenów pochodzàcych z obwodowej konwersji androgenów hamuje wydzielanie FSH. Z kolei podwy szone st enie LH stymuluje produkcj androgenów przez komórki tekalne jajnika [16]. W najnowszym piêmiennictwie dominujà nast pujàce, wzajemnie nie wykluczajàce si modele patofizjologiczne zespo u policystycznych jajników: model gonadotropowy zaburzenie wydzielania LH oraz biologicznej aktywnoêci FSH jako pierwotny mechanizm etiologiczny, model jajnikowy zaburzenie syntezy i metabolizmu androgenów w jajniku jako pierwotny mechanizm etiologiczny, model insulinozale ny zaburzenie wydzielania i aktywno- Êci insuliny jako pierwotny mechanizm etiologiczny [17]. W ostatnich latach pojawiajà si tak e sugestie o roli czynników immunologicznych i produktów stresu oksydacyjnego wpatofizjologii PCOS. Model gonadotropowy i jajnikowy Jednà z najwczeêniejszych koncepcji powstawania PCOS jest nadmierna aktywnoêç komórek tekalnych jajnika, stymulowanych przewlekle przez acyklicznie wydzielane LH. Brak jajeczkowania jest spowodowany przez wzgl dny niedobór FSH, który jest niezb dny do prawid owej proliferacji komórek ziarnistych jajnika. Powód dla którego u pacjentek z PCOS wyst puje wzgl dny niedobór FSH nadal pozostaje nieznany. Niektóre prace sugerujà, e FSH wykazuje wi kszy wp yw na hormony jajnikowe w p tli sprz enia zwrotnego ni LH, lub wykazuje cz Êciowà desensybilizacj na pulsacyjne wydzielanie GnRH. 394 Nr 5 /2007

3 Wspó czesne koncepcje etiopatogenezy zespo u policystycznych jajników. Pierwotna rola wysokiego poziomu LH w patogenezie zespo u PCOS jest sporna. Wydaje si, e u kobiet z PCOS izolowana stymulacja LH nie mo e spowodowaç hiperandrogenizmu jajnikowego. Prawdopodobnie dodatkowo wyst pujàca dysregulacja FSH na poziomie jajnika stanowi wa ny czynnik patogenetyczny tego zespo u. Byç mo e to zaburzenie wywodzi si z nieprawid owej odpowiedzi komórek ziarnistych na FSH [18]. Badania in vitro wykazujà zdecydowanie wi kszà produkcj estradiolu w komórkach ziarnistych, w odpowiedzi na stymulacj FSH u kobiet z PCOS ni u zdrowych. Ta zwi kszona odpowiedê E2 na FSH mo e byç spowodowana zwi kszonà czu oêcià komórek ziarnistych na FSH, zwi kszonà iloêcià p cherzyków antralnych lub obiema tymi sytuacjami [19]. Wachs i wsp. stwierdzajà równie, co pozostaje w zgodzie z pracami innych autorów, e wzrost estradiolu wyprzedza podwy szenie poziomu inhibiny B, po podaniu rekombinowanego FSH [20]. Laven i Fauser wykazujà dodatkowo, e wtrakcie indukcji owulacji podczas procedur IVF odpowiedê inhibiny A i B na stymulacje gonadotropinami koreluje z liczbà uzyskanych oocytów i wià e si z wi kszym prawdopodobieƒstwem udanego IVF [21]. Natomiast Maciel i Baracat dowodzà, e w trakcie indukcji owulacji zwi kszone uwalnianie inhibiny B u kobiet z PCOS wraz ze wzrostem estradiolu jest charakterystyczne dla zwi kszonej liczby p cherzyków preantralnych i ma ych antralnych oraz wià e si z wy szym ryzykiem zespo u hiperstymulacji [22]. Zatrzymanie rozwoju p cherzyka przy prawid owym poziomie FSH w surowicy i prawid owej odpowiedzi p cherzyka na FSH sugeruje lokalny defekt p cherzykowy w zespole PCO. Istniejà prace, w których stwierdzano obni one poziomy inhibiny A, B i progesteronu w p ynie p cherzykowym ukobiet z PCOS w porównaniu ze zdrowymi. Welt i Sidis sugerujà, e zarówno jajnikowa inhibina, aktywina i/lub folisatyna biorà udzia w modulowaniu prawid owego dojrzewania p cherzyka dominujàcego [23]. Produkcja inhibiny A mo e byç istotna w prawid owym dojrzewaniu p cherzyka, nawet przed jego wyselekcjonowaniem jako p cherzyka dominujàcego. Fujiwara i Sidis stwierdzajà równie, e poziom mrna podjednostki α i β-a w komórkach ziarnistych pobranych od kobiet z PCOS (z zahamowanym wzrostem p cherzyków) jest ni szy ni u zdrowych [24]. Nie wykazano równie adnego zwiàzku mi dzy rozmiarem p cherzyka a poziomem hormonów w p ynie p cherzykowym u kobiet w PCO, a takie zmiany obserwuje si u zdrowych kobiet, prawid owo owulujàcych. Welt i Taylor twierdzà, e w porównaniu do prawid owych p cherzyków dominujàcych w p ynie p cherzykowym pobranym od pacjentek z PCOS jest o 40-50% ni szy poziom progesteronu, inhibiny A iboraz estradiolu. Wskazujà oni przy tym na zwi kszone poziomy androstendionu i wy szy stosunek androgenów do estrogenów w porównaniu z grupà kontrolnà [25]. Welt i Sidis sugerujà, e zwi kszony poziom LH w surowicy odgrywa rol w niedoborze inhibin u kobiet z PCOS. LH w tym zespole stymuluje komórki ziarniste do sekrecji progesteronu i estradiolu wczeêniej ni to si dzieje u zdrowych kobiet i odpowiada za przedwczesnà luteinizacj p cherzyków. Obni ona produkcja inhibiny mo e skutkowaç funkcjonalnymi konsekwencjami dla dojrzewania p cherzyków antralnych. Na modelu zwierz cym Woodruff i Lyon wykazali, e podawanie inhibiny doros ym osobnikom przyspiesza o rozwój p cherzyków antralnych, a wstrzykiwanie aktywiny zwi ksza o ich atrezj [26]. Wydaje si równie, e inhibina B jest markerem jakoêciowego i iloêciowego wzrostu p cherzyków, a inhibina A markerem ich dojrzewania. Wykonywano badania, w których oznaczano poziomy m.in. inhibin po podaniu do- ylnym FSH i stwierdzono, e poziom inhibiny B wzrasta znaczàco u kobiet z PCOS w porównaniu ze zdrowymi, natomiast poziom inhibiny A pozostawa podobny jak u zdrowych kobiet po takiej stymulacji. W innych pracach z kolei wykazywano podobny a nawet ni szy podstawowy poziom inhibiny B w surowicy krwi. Nale y tu zaznaczyç, e poziom inhibiny B jest ujemnie skorelowany z BMI i tym mo na t umaczyç rozbie noêci w cytowanych pracach [27]. Hohmann i Laven stwierdzili natomiast, co zgadza si z doniesieniami innych autorów, e poziom inhibiny A po stymulacji FSH jest podobny w grupie pacjentek z PCOS jak i w grupie kontrolnej [28]. Poza tym sugeruje si zwi kszonà wra liwoêç przysadki na inhibin B. Jest wi c prawdopodobnym fakt, e nie st enie inhibiny B, ale jej biodost pnoêç jest istotna w patogenezie PCOS. Nale y równie zwróciç uwag na fakt, e poziom inhibiny w p ynie p cherzykowym jest wielokrotnie wy szy ni w surowicy krwi, w której st enie zale ne jest równie od indywidualnego transportu hormonalnego [29]. Zwraca si uwag równie na fakt, e pacjentki z PCOS z hiperandrogenizmem reagujà nadmiernà produkcjà DHEA po stymulacji ACTH. W wielu badaniach wykazywano, e izolowane defekty enzymatyczne nie sà odpowiedzialne za wzrost androgenów w PCOS. Moran i wsp. wykazali m.in., e defekt dehydrogenazy 3-B hydroksysteroidowej nie ma zwiàzku ze wzrostem androgenów u kobiet z PCOS [30]. Inni autorzy wykazali dodatkowo brak wp ywu defektu takich enzymów jak: 17,20-liaza, B-hydroksylaza czy 12-hydroksylaza na wzrost androgenów u kobiet. Uwa a si, e hiperandrogenizm mo e byç zwiàzany z nadmiernà odpowiedzià na stymulacj ACTH, która nie jest zwiàzana ani z uszkodzonà reakcjà przysadki na CRH ani zwi kszonà czu oêcià kory nadnerczy na ACTH [31]. P450c17α jest pojedynczym enzymem mikrosomalnym, katalizujàcym aktywnoêç zarówno 5 17-OH dehydrogenazy jak i 4 17,20 -liazy dla C21 steroidów. Wydaje si, e droga 5, a nie 4 jest naturalnà i przewa ajàcà drogà syntezy androgenów u ludzi. Sugeruje si, e nadmierna aktywnoêç 5 17-OH dehydrogenazy jest przyczyna hiperandrogenizmu w PCOS, zgadza si to równie z pracami innych autorów [32]. Niestety molekularne i genetyczne badania nie potwierdzajà faktu, aby P450c17α by uszkodzony w PCOS. Gen CYP 17, kodujàcy ten kompleks znajduje si zarówno w komórkach jajnika, jak i w korze nadnerczy. Jakkolwiek by y opisywane mutacje genu CYP 17, ale wszystkie dotyczy y deficytów enzymatycznych, adna z nich nie skutkowa a hiperreaktywnoêcià 17-OH dehydrogenazy lub 17,20-liazy. Oczywi- Êcie teoretycznie mo liwa jest determinowana genetycznie posttranskrypcyjna modyfikacja P450c17α, skutkujàca wzrostem aktywnoêci 17-OH dehydrogenazy, ale wymaga to jeszcze udokumentowania naukowego. 395

4 Radomski D, et al. Model insulinozale ny Wed ug tej koncepcji, pierwotnym czynnikiem etiologicznym PCOS jest zaburzenie aktywnoêci i wydzielania insuliny. Negatywny wp yw nietolerancji glukozy na rozwój PCOS mo- e mieç miejsce ju w okresie p odowym. Badanie przeprowadzone przez Koust i wsp. wykaza o, e wyst powanie cukrzycy w cià y jest istotnym czynnikiem ryzyka rozwoju PCOS ucórek [33]. Wyniki najnowszych badaƒ wskazujà na wyst powanie dwóch równoleg ych patomechanizmów prowadzàcych do rozwoju hiperinsulinemii u kobiet z PCOS: opornoêç tkanek na wra liwych na dzia anie insuliny oraz upoêledzenie funkcji komórek beta trzustki. Jednym z mechanizmów molekularnych odpowiedzialnych za insulinoopornoêç tkanek jest upo- Êledzenie insulino-zale nej fosforylacji receptora insulinowego w tkance t uszczowej [34]. Z kolei badania przeprowadzone przez Goodarzi i wsp. wykazujà, e u pacjentek z PCOS mo- e dochodziç do uszkodzenia komórek beta trzustki, co skutkuje zwi kszonym wydzielaniem insuliny [35]. Na obecnym etapie badaƒ nie mo na rozstrzygnàç, jaka jest wzajemna relacja mi dzy powy szymi mechanizmami odpowiedzialnymi za rozwój hiperinsulinemii u pacjentek z PCOS. Zgodnie z insulinozale nym modelem patofizjologii zespo u policystycznych jajników podwy szone st enie insuliny jest czynnikiem sprawczym rozwoju hiperandrogenizmu, zaburzeƒ p odnoêci oraz zaburzeƒ metabolicznych. Insulina wykazuje bezpoêrednie i poêrednie dzia anie na steroidogenez jajnikowà oraz wydzielanie gonadotropin i GnRH. Badania przeprowadzone przez Nestlera i wsp. wykaza y, e insulina pobudza syntez androgenów w komórkach tekalnych jajnika, przy czym produkcja ich jest wi ksza u kobiet z PCOS w porównaniu z kobietami zdrowymi [17]. Przypuszcza si, e insulina jest odpowiedzialna za aktywacj ekspresji genu CYP-17, który odgrywa wa nà rol w produkcji androgenów [32]. Insulina wykazuje tak e biologicznà aktywnoêç w komórkach ziarnistych. Postuluje si, e hormon ten aktywuje, synergistyczne dzia anie z LH, syntez androstendionu. U kobiet z zespo em policystycznych jajników insulina przedwcze- Ênie uwra liwia niedojrza e komórki ziarniste na dzia anie LH prowadzàc do zatrzymania dojrzewania p cherzyka jajnikowego [32]. Powy sze bezpoêrednie oddzia ywania insuliny na proces steroidogenezy i folikulogenezy mo e wyjaêniaç kliniczny obraz PCOS. Liczne badania przeprowadzane in vivo i in vitro wykazujà, e insulina wykazuje tak e poêrednie dzia anie na proces steroidogenezy jajnikowej przez insulinopodobne czynniki wzrostu (IGF). Zwi kszone st enie IGF-1 obserwowane w p ynie p cherzykowym kobiet z PCOS, nasila synergistycznie z insulinà syntez androgenów, a tak e przyczynia si do przedwczesnej atrezji p cherzyka jajnikowego. Obserwowane ujemne sprz enie zwrotne mi dzy st eniem bia ek wià àcym IGF-1 a insuulinozale nym czynnikiem wzrostu równie zwi ksza opisane dzia anie [36]. Tegoroczne badania przeprowadzone przez Buggsa i wsp. na myszach wykaza y, e insulina mo e tak e dzia aç synergistycznie z GnRH, zwi kszajàc ekspresje genu dla jednostki βlh [37]. Potwierdzenie tej obserwacji u ludzi by oby elementem àczàcym model gonadotropowy i model inusulinozale ny. Badania eksperymentalne przeprowadzone przez Kalme i wsp. wykaza y, e insulina hamuje produkcj SHBG w komórkach wàtroby, co tak e przyczynia si do zwi kszonego st enia wolnego testosteronu w osoczu pacjentek z PCOS [38]. Wykazany wp yw hiperinsulinemii na dynamik osi podwzgórze przysadka jajnik oraz na prawid owy przebieg folikulogenezy i owulacji dowodzi, e nieprawid owe wydzielanie insuliny jest jednym z czynników etiologicznych niep odnoêci towarzyszàcej PCOS. W piêmiennictwie sà jednak doniesienia sugerujàce, e hiperinsulinemia mo e odgrywaç rol tak e w regulacji procesu implantacyjnego. Craig i wsp. wykazali istotne statystycznie zwi kszenie cz stoêci poronieƒ samoistnych w grupie kobiet z rozpoznanà hiperinsulinemià. Jednym z postulowanych mechanizmów jest wp yw zale nego od insuliny inhibitora aktywatora plazminogenu, który upoêledza prawid owy rozwój o yska [39, 40]. Wyniki licznych badaƒ wskazujà, e wzrost st enia insuliny u kobiet z PCOS jest równie prawdopodobnym czynnikiem etiologicznym rozwoju zaburzeƒ metabolicznych b dàcych odleg ym skutkiem PCOS. Badania przekrojowe Mather i wsp. udowodni y, e hiperinsulinemia jest niezale nym od BMI i hiperandrogenizmu czynnikiem ryzyka chorób uk adu serca. U kobiet z PCOS oraz hiperinsulinemià cz Êciej obserwowano spadek st enia HDL oraz wzrost koncentracji trójglicerydów [31]. Ponadto wyniki badaƒ zarówno eksperymentalnych jak i klinicznych wskazujà, e insulina mo e upoêledzaç syntez tlenku azotu w Êródb onku naczyƒ. Obserwacja ta mo e t umaczyç zwi kszone ryzyko rozwoju nadciênienia t tniczego u kobiet z PCOS [42]. W Êwietle obecnych badaƒ nie ma ju wàtpliwoêci, e hiperinsulinemia jest istotnym czynnikiem ryzyka rozwoju cukrzycy typu 2. Badania prowadzone nad rozwojem PCOS u dziewczàt wykaza y jednak, e mo e istnieç zwiàzek mi dzy wyst powaniem PCOS i cukrzycy typu 1 [43]. Sà to jednak wst pne doniesienia wymagajàce potwierdzenia na wi kszej populacji Analizujàc rol insuliny w patogenezie zespo u PCOS nale y zwróciç uwag na postulowany przez niektórych autorów wp yw masy cia a jako czynnika modyfikujàcego patofizjologiczne dzia anie insuliny. Badania przeprowadzone przez Holte i wsp. wykazujà, e oty oêç jest czynnikiem prognostycznym wyst powania hiperinsulinemii [44]. Bulayos zaproponowa w 1995 model, który zak ada, e u kobiet oty ych w patogenezie PCOS dominuje bezpoêredni wp yw insuliny na produkcj androgenów, zaê u kobiet z prawid owà masà cia a przewa a wp yw insulinopodobnych czynników wzrostu [45]. Koncepcja stanu zapalnego, uszkodzenia Êródb onka i stresu oksydacyjnego W ostatnich latach du à wag przyk ada si do znaczenia stanu zapalnego dla patogenezy tego schorzenia. W chwili obecnej powszechnie uznaje si, e w patogenezie zespo u metabolicznego, a w tym mia d ycy naczyƒ i choroby wieƒcowej bierze udzia przewlek y stan zapalny, którego wyk adnikami potencjalnie mogà byç: podwy szony poziom 396 Nr 5 /2007

5 Wspó czesne koncepcje etiopatogenezy zespo u policystycznych jajników. CRP, leukocytoza czy te podwy szony poziom cytokin pozapalnych takich jak IL-6 [46]. Nie ma ju obecnie wàtpliwoêci, co do istnienia zwiàzku mi dzy zespo em PCOS a ryzykiem wystàpienia schorzeƒ wchodzàcych w sk ad zespo u metabolicznego. Wydaje si wi c, e i w patogenezie tego zespo u znaczàcà rol odgrywa stan zapalny. Istniejà doniesienia wskazujàce na istnienie znaczenia podwy szonego poziomu hscrp dla zjawisk zachodzàcych w PCOS (high sensitivity serum C-reactive protein) [47]. Autorzy cytowanej pracy wykazali istotny statystycznie zwiàzek mi dzy st eniem hscrp, a insulinoopornoêcià oraz oty oêcià trzewnà. Sugerujà oni, e ocena poziomu hscrp mo e byç nowym markerem w rozpoznawaniu zespo u PCO. Autorzy ci sugerujà równie, e tkanka t uszczowa jest êród em czynników zapalnych, w tym cytokin prozapalnych, bioràcych udzia w patogenezie schorzenia. Podobny zwiàzek wykazali Boulman i wspó pracownicy sugerujàc dodatkowo, e podwy szone st enia CRP, mogà byç wczesnym wskaênikiem ryzyka wystàpienia schorzeƒ uk adu sercowo-naczyniowego u tych pacjentek [48]. Dodatkowym potwierdzeniem powy szych obserwacji sà spostrze enia Tarkuna i wsp., którzy wskazujà na istnienie zale noêci mi dzy hscrp a BMI, insulinoopornoêcià oraz zaburzeniem funkcji Êródb onka naczyniowego wyra anego jako zmiany przep ywów w t tnicy ramiennej pod wp ywem wazodylatatorów zale nych od komórek endotelialnych [49]. Na zwiàzek uszkodzenia Êródb onka naczyniowego oraz stanu zapalnego dla patogenezy PCOS wskazujà równie Diamanti-Kandarakins i wsp. Wykazali oni, e w zespole PCO wyk adniki stanu zapalnego oraz aktywacji komórek Êródb onka naczyniowego korelujà wzajemnie ze sobà, jak równie ze st eniami androgenów oraz BMI (body mass index) [50]. Wyk adnikiem uszkodzenia Êródb onka naczyniowego jest tak e podwy szony poziom endoteliny -1, niezale nie od wyst powania oty oêci u kobiet z PCO [51]. Inni autorzy sugerujà, e êród em czynników prozapalnych jest sama tkanka t uszczowa i nie jest to w sposób niezale ny zwiàzane z zespo em PCO, a w szczególny sposób z nadmiarem t uszczu trzewnego. Puder i wsp. wskazujà na silny zwiàzek mi dzy wisceralnà postacià oty oêci, a wyk adnikami stanu zapalnego takimi jak: prokalcytonina i hs-crp. Sugerujà oni równie, e prokalcytonina mo e byç niezale nym markerem dla tych parametrów [52]. Potwierdzeniem tych obserwacji sà prace opisujàce podwy szone st enia IL-6, TNFα, WBS i CRP u pacjentek z PCOS [53, 54]. Kolejnà cytokinà prozapalnà, którà wià e si w ostatnich latach z patogenezà zespo u PCO jest IL-18. Jest to czynnik indukujàcy syntez TNF alfa, co z kolei wp ywa na stymulacj wydzielania IL-6, która w sposób bezpoêredni odpowiedzialna jest za produkcj CRP w komórce wàtrobowej. Podobnie jak wymienione wczeêniej czynniki, uznaje si, e IL- 18 stanowi marker ryzyka wystàpienia schorzeƒ sercowo-naczyniowych [55]. Escobar-Morreale i wspó pracownicy wykazali zwi kszone st enia IL-18 u pacjentek z PCOS oraz kobiet z oty oêcià trzewnà, sugerujàc, e êród em tej cytokiny jest tkanka t uszczowa. Autorzy wskazujà równie na istnienie potencjalnego zwiàzku mi dzy nadprodukcjà IL-18 a wczesnymi zmianami mia d ycowymi, bez towarzyszàcych objawów klinicznych ze wzgl du na m ody wiek badanych kobiet [56]. Dodatkowo wykazano, e st enia IL-18 w surowicy krwi pacjentek z zespo- em PCO sà ÊciÊle powiàzane z insulinoopornoêcià i mogà stanowiç powiàzanie mi dzy nià a stanem zapalnym ([57]. Innymi wyk adnikami stanu zapalnego w zespole PCOS sà rozpuszczalne czàstki adhezyjne takie jak: sicam-1 (soluble intracellular adhesion molecule-1) oraz s E-selektyna, których normalizacj uzyskuje si pod wp ywem leczenia metforminà [58]. Wykazano równie, e znaczàcy udzia w generacji stanu zapalnego w zespole PCOS mogà braç wolne rodniki tlenowe. Stwierdzono, e w schorzeniu tym dochodzi do zwi kszonej produkcji wolnych rodników przez mononukleary krwi obwodowej pod wp ywem hiperglikemii. Wykazano równie, e jest to zjawisko niezale ne od oty oêci w badanej grupie pacjentek. Autorzy sugerujà równie, e nadprodukcja wolnych rodników tlenowych w przypadku pacjentek z PCOS, mo e braç udzia w indukcji insulinoopornoêci oraz hiperandrogenizmu [57]. W zgodzie z powy szymi doniesieniami pozostajà równie wyniki badaƒ Fenkciego i wsp. wskazujàce równie na obni- ony potencja antyoksydacyjny u pacjentek z PCOS, co stanowi dodatkowo czynnik ryzyka wystàpienia schorzeƒ uk adu sercowo naczyniowego u tych kobiet [59]. Uwarunkowania genetyczne etiopatogenezy PCOS Z o onoêç objawów oraz ró nice osobnicze w obrazie klinicznym PCOS mogà wynikaç nie tylko z potencjalnego udzia u niektórych genów i ich ekspresji, ale równie ze skomplikowanych przemian potranslacyjnych produktów tych genów [60]. Analizowany jest ciàgle szereg genów mogàcych odpowiadaç za wiele objawów zwiàzanych z PCOS. Bierze si pod uwag geny odpowiedzialne za poszczególne etapy biosyntezy steroidów, np.: CYP 11, CYP 17, StAR, HSD17B1-3, HSD17B1-2. W zwiàzku z tym, e wi kszoêç pacjentek z PCOS jest oty- ych badane sà geny zwiàzane z oty oêcià i regulacjà procesów energetycznych jak: MC4R, OB, OBR, POMC. Dodatkowà komponentà zespo u policystycznych jajników cz sto sà zaburzenia gospodarki insulinowej, stàd zainteresowanie takimi genami, jak: IGF1, IGF1R, PPARG, ISR, INS VNTR. Ukobiet z PCOS zauwa alna jest zwi kszona produkcja androgenów zarówno pochodzenia jajnikowego jak i nadnerczowego. W badaniach in vitro stwierdzano, e komórki tekalne pobrane od tych pacjentek charakteryzujà si wzrostem aktywnoêci wielu enzymów uczestniczàcych w steroidogenezie. Wyizolowano wówczas proteiny WNT, które sà elementem rodziny wydzielniczych moleku, których charakterystycznà cechà jest parakrynne sterowanie wieloma funkcjami komórki. Czàsteczki te wià à si z receptorami w b onie komórkowej inicjujàc kaskad wewnàtrzkomórkowych sygna ów prowadzàcych do aktywacji okreêlonych genów [61, 62]. Vainio i inni wyhodowa myszy pozbawione genu Wnt-4 i zaobserwowa, e osobniki p ci eƒskiej prezentowa y oznaki wirylizacji (brak przewodów Muellera, obecnoêç przewodów Wolffa) [63]. Stàd pojawi a si hipoteza, e Wnt-4 jest supresorem syntezy gonadalnych androgenów u zdrowych myszy p ci eƒskiej. 397

6 Radomski D, et al. Rycina 1. Hipotetyczny model patofizjologii PCOS zaproponowany na podstawie wspó czesnych koncepcji etiopatogenetycznych. Linià przerywanà zaznaczono nowe, niezbadane mechanizmy. Kolejny ciekawym odkryciem by o wyizolowanie Calpain. Jest to du a rodzina proteaz wewnàtrzkomórkowych, aktywowanych wapniem i bioràcych udzia w szeregu funkcji komórkowych jak: apoptoza, proliferacja czy ró nicowanie [64]. Geny kodujàce calpainy to m.in. CAPN 10 i jego homolog CAPN 5. Niewiele jest informacji dotyczàcych produktów tych genów i ich funkcji, ale sugeruje si, e mogà one byç odpowiedzialne za zaburzenia sekrecji insuliny i insulinoopornoêç. Calpaina-5 oddzia uje poprzez Êródkomórkowà protein TRA 2, która wià e si i blokuje u kobiet dzia anie protein FEM-1, FEM-2, FEM-3. Lu i Ventura-Holman wykazali, e myszy pozbawione genu Fem 1 i Fem 1b prezentujà nieprawid owy profil gospodarki insulinowej nieprawid owe testy tolerancji glukozy, defekty wydzielania glukozy podczas stymulacji insulinà [65]. Maher i wsp. donoszà natomiast, e nonsensowne mutacje, powodujàce inaktywacj genu Fem 1a w komórkach germinalnych wykryto u 198 kobiet z PCOS. Postulujà oni nawet, aby uznaç ten gen za odpowiedzialny za PCOS. Saez i wsp. zgromadzili równie dowody na wyst powanie genu CAPN5 u kobiet, które wraz z zespo em policystycznych jajników prezentowa y równie takie objawy zespo u metabolicznego jak oty oêç, hipercholesterolemia i nadciênienie [66]. Calpaina jest zaanga owana w mitochondrialne mechanizmy stresu oksydacyjnego, prowadzàcego do dysfunkcji naczyƒ i nast powego nadciênienia t tniczego. Wiele badaƒ molekularnych dotyczy genów dla receptorów hormonów p ciowych. Wydaje si, e nieprawid owa ekspresja genu receptora estrogenowego α i β mo e mieç zwiàzek z nieprawid owym rozwojem p cherzyków jajnikowych. Natomiast skrócenie sekwencji powtórzonych CAG w obr bie genu receptora androgenowego mo e powodowaç hirsutyzm u pacjentek z PCOS i prawid owymi poziomami testosteronu. Podsumowanie Przedstawione koncepcje opisujàce etiopatogenez zespo- u policystycznych jajników mo na potraktowaç jako wzajemnie uzupe niajàce si cz Êci modelu patofizjologicznego PCOS. Taki hipotetyczny model zosta zaproponowany na rycinie 1. Z o onoêç zale noêci mi dzy poszczególnymi procesami patofizjologicznymi prowadzàcymi do rozwoju PCOS sprawia, e trudno jest zweryfikowaç jednoczeênie ca y model. Wymaga oby to jednoczesnego zbierania du ej liczby danych klinicznych i biologicznych, a tak e wielowymiarowej analizy tych obserwacji. Dlatego wydaje si zasadne koncentrowanie badaƒ na sk adowych mechanizmach, a nast pnie poszukiwanie relacji mi dzy tymi sk adnikami. PiÊmiennictwo 1. Chereau A. Mémoires pour servir a l étude des maladies des ovaires. Premier mécontenant: 1 Les considérations anatomiques et physiologiques; 2 L agénésie et les vices deconformation des ovaires ; 3 L inflammation aigue des ovaires (ovarite aigue) Paris: Fortin, Masson, Stein I, Leventhal M. Amenorrhea associated with bilateral polycystic ovaries. Am J Obstet Gynecol. 1935; 29, Zawadzki J, Dunaif A. Diagnostic criteria for polycystic ovary syndrome: towards a rational approach. Dunaif A. Polycystic ovary syndrome. Ed by Dunaif A, Givens J, Haseltine F. Boston: Blackwell Scientific Publications, 1992, p Revised 2003 consensus on diagnostic criteria and long-term health risks related to polycystic ovary syndrome. Fertil. 2004, 81, Azziz R. Diagnostic criteria for polycystic ovary syndrome: a reappraisal. Fertil Seril. 2005, 83, Goodarzi M, Azziz R. Diagnosis, epidemiology, and genetics of the polycystic ovary syndrome. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2006, 20, Azziz R, Woods K, Reyna R, [et al.]. The prevalence and features of the polycystic ovary syndrome in an unselected population. J Clin Endocrinol Metab. 2004, 89, Kousta E, White D, Cela E, [et al.]. The prevalence of polycystic ovaries in women with infertility. Hum Reprod. 1999, 14, Nr 5 /2007

7 Wspó czesne koncepcje etiopatogenezy zespo u policystycznych jajników. 9. Knochenhauer E, Key T, Kahsar-Miller M, [et al.]. Prevalence of the polycystic ovary syndrome in unselected black and white women of the southeastern United States: a prospective study. J Clin Endocrinol Metab. 1998, 83, Witchel S. Puberty and polycystic ovary syndrome. Mol Cell Endocrinol. 2006, : Ibanez L, Potau N, Carrascosa A. Insulin resistance, premature adrenarche, and a risk of the polycystic ovary syndrome (PCOS) Trends Enodocrinol Mol. 1998, 9, Sadrzadeh S, Klip W, Broekmans F, [et al.]. Birth weight and age at menarche in patients with polycystic ovary syndrome or diminished ovarian reserve, in a retrospective cohort. Hum Reprod. 2003, 18, Salehi M, Bravo-Vera R, Sheikh A, [et al.]. Pathogenesis of polycystic ovary syndrome: what is the role of obesity? Metabolism. 2004, 53, Kahsar-Miller M, Nixon C, Boots L, [et al.]. Prevalence of polycystic ovary syndrome (PCOS) in first degree relatives of patients with PCOS. Fertil Steril. 2001, 75, Legro R, Bentley-Lewis R, Driscoll D, [et al.]. Insulin resistance in the sisters of women with polycystic ovary syndrome: association with hyperandrogenemia rather than menstrual irregularity. J Clin Endocrinol Metab. 2002, 87, Yen S. The polycystic ovary syndrome. Clin Endocrinol. 1980, 12, Nestler J, Jakubowicz D, de Vargas A, [et al.]. Insulin stimulates testosterone biosyn-thesis by human thecal cells from women with polycystic ovary syndrome by acti-vating its own receptor and using inositolglycan mediators as the signal transduction system. J Clin Endocrinol Metab. 1998, 83, Pigny P, Merlen E, Robert Y, [et al.]. Elevated serum level of anti-mullerian hormone in patients with policystic ovary syndrome: relationship to the ovarian follicle excess and to the follicular arrest. J Clin Endocrinol Metab. 2003, 88, Coffler M, Patel, Dahan M, [et al.]. Evidence for abnormal granulosa cell respon-siveness to follicle-stimulating hormone in woman with policystic ovary syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2003, 88, Wachs D, Coffler M, Malcom P, [et al.]. Comparison of follicle-stimulating-hormonestimulated dimeric inhibin and estradiol responses as indicators of granulosa cell function in policystic ovary syndrome and normal women. J Clin Endocrinol Metab. 2006, 91, Laven J, Fauser B. Inhibins and adult ovarian function. Mol Cell Endocrinol. 2004, 225, Maciel G, Baracat E, Benda J, [et al.]. Stockpiling of transitional and classic primary follicles in ovaries of women with policystic ovary syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2004, 89, Welt C, Sidis Y, Keutmann H, [et al.]. Activins, inhibins, and follistatins: from endocrinology to signaling. A paradigm for the new millenium. Exp Biol Med. 2002, 227, Fujiwara T, Sidis Y, Welt C, [et al.]. Dynamics of inhibin subunit and follistatin mrna during development of normal and polycystic ovary syndrome follicles. J Clin Endocrinol Metab. 2001, 86, Welt C, Taylor A, Fox J, [et al.]. Follicular arrest in policystic ovary syndrome is as-sociated with deficient inhibin A and B biosynthesis. J Clin Endocrinol Metab 2005; 90: Woodruff TK, Lyon R, Hansen S, et al. Inhibin and activin locally regulate rat ovarian folliculogenesis. Endocrinology. 1990, 127, Welt C, Taylor A, Martin K, [et al.]. Serum inhibin B in policystic ovary syndrome: regulation by insulin and luteinizing hormone. J Clin Endocrinol Metab. 2002, 87, Hohmann F, Laven J, de Jong F, [et al.]. Relationship between inhibin A and B, es-tradiol, and follicle growth dynamics during ovarian stimulation in normo-ovulatory women. Eur J Endocrinol. 2005, 152, Schneyer A, Fujiwara T, Fox J, [et al.]. Dynamic changes in the intrafollicular inhibin/activin/folistatin axis during human follicular development: relationship to cir-culating hormone concentratios. J Clin Endocrinol Metab. 2000, 85, Moran C, Reyna R, Boots L, [et al.]. Adrenocortical hyperresponsiveness to corticotropin in polycystic ovary syndrome patients with adrenal androgen excess. Fertil Steri. 2004, 81, Azziz R, Bradley E Jr, Potter H, [et al.]. Adrenal androgen excess in women: lack of a role for 17-hydroxylase and 17,20-lyase dysregulation. J Clin Endocrinol Metab. 1995, 80, Zhang G, Garmey J, Veldhuis J. Interactive stimulation by luteinizing hormone and insulin of the steroidogenic acute regulatory (StAR) protein and 17alpha-hydroxylase/17,20-lyase (CYP17) genes in porcine theca cells. Endocrinology. 2000,141, Kousta E, Cela E, Lawrence N, [et al.]. The prevalence of polycystic ovaries in women with a history of gestational diabetes. Clin Endocrinol. 2000, 53, Diamanti-Kandarakis E, Papavassiliou A. Molecular mechanisms of insulin resistance in polycystic ovary syndrome. Trends Mol Med. 2006,12, Goodarzi M, Erickson S, Port S, [et al.]. beta-cell function: a key pathological de-terminant in polycystic ovary syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2005, 90, Druckmann R, Rohr U. IGF-1 in gynaecology and obstetrics: update 2002 Maturitas. 2002, 41, Suppl 1, Buggs C, Weinberg F, Kim E, [et al.]. Insulin augments GnRH-stimulated LHbeta gene expression by Egr-1. Mol Cell Endocrinol. 2006, 249, Kalme T, Koistinen H, Loukovaara M, [et al.]. Comparative studies on the regulation of insulin-like growth factor-binding protein-1 (IGFBP-1) and sex hormone-binding globulin (SHBG) production by insulin and insulin-like growth factors in human hepatoma cells. J Steroid Biochem Mol Biol. 2003, 86, Craig L, Ke R, Kutteh W. Increased prevalence of insulin resistance in women with a history of recurrent pregnancy loss. Fertil Steril. 2002, 78, Glueck C, Wang P, Fontaine R, [et al.]. Plasminogen activator inhibitor activity: an independent risk factor for the high miscarriage rate during pregnancy in women with polycystic ovarian syndrome. Metabolism. 1999, 48, Mather K, Kwan F, Corenblum B. Hyperinsulinemia in polycystic ovary syndrome correlates with increased cardiovascular risk independent of obesity. Fertil Steril. 2000, 73, Dokras A, Jagasia D, Maifeld M, [et al.]. Obesity and insulin resistance but not hy-perandrogenism mediates vascular dysfunction in women with polycystic ovary syn-drome. Fertil Steril. 2006, 86, Escobar-Morreale H, Roldan B, Barrio R, [et al.]. High prevalence of the polycystic ovary syndrome and hirsutism in women with type 1 diabetes mellitus. J Clin Endo-crinol Metab. 2000, 85, Holte J, Bergh T, Berne C, [et al.]. Enhanced early insulin response to glucose in relation to insulin resistance in women with polycystic ovary syndrome and normal glucose tolerance. J Clin Endocrinol Metab. 1994, 78, Buyalos R. Insulin-like growth factors: clinical experience in ovarian function. Am J Med. 1995, 98, 55S-65S. 46. Hoffman M, Blum A, Baruch R, [et al.]. Leukocytes and coronary heart disease. Atherosclerosis. 2004, 172, Forouhi N, Sattar N, McKeigue P. Relation of C-reactive protein to body fat distri-bution and features of at the metabolic syndrome in Europeans and South Asians. Int J Obes Relat Metab Disord. 2001, 25, Boulman N, Levy Y, Lesba R, [et al.]. Increased C-reactive protein levels in the poly-cystic ovary syndorme: a marker of cardiovascular disease. J Clin Endocronol Metab. 2004, 89, Tarkun I, Arslan B, Canturk Z, [et al.]. Endothelial dysfunction in young women with polycystic ovary syndrome: relationship with insulin resistance and low-grade chronic inflammation. J Clin Endcrinol Metab. 2004, 89, Diamanti-Kandarakis E, Alexandraki K, Piperi C, [et al.]. Infammatory and endo-thelial markers in women with polycystic ovary syndrome. Eur J Clin Invest. 2006, 36, Diamanti-Kandarakis E, Spina G, Kouli C, [et al.]. Increased endothelin-1 levels in women with polycystic ovary syndrome and the beneficial effect of metformin therapy. J Clin Endocrinol Metab. 2001, 86, Puder J, Varga S, Kraenzlin M, [et al.]. Central fat excess in polycystic ovary syndrome: relation to low-grade inflammation and insulin resistance. J Clin Endocrinol Metab. 2005, 90, Gonzalez F, Thusu K, Abdel-Rahman E, [et al.]. Elevated serum levels of tumor ne-crosis factor alfa in normal-weight women with polycystic ovary syndrome. Metabolism. 1999, 48, Sayin N, Gucer F, Balkanli-Kaplan P, [et al.]. Elevated serum TNF-alfa levels in normalweight women with polycystic ovaries or the polycystic ovary syndrome. J Reprod Med. 2003, 48, Blankenberg S, Tiret L, Bickel C, [et al.]. Interleukin-18 is a strong predictor of car-diovascular death in stable and unstable angina. Circulation. 2002, 106, Escobar-Morreale H, Botella-Carretero J, Villuendas G, [et al.]. Serum interleukin-18 concetrations are increased In the polycystic ovary syndrome: relationship to insulin resistance and to obesity. J Clin Endocrinol Metab. 2004, 89, Gonzalez F, Rote N, Minium J, [et al.] Reactive oxygen species-induced oxidative stress in the development of insulin resistance and hyperandrogenism in polycystic ovary syndrome. J Clin Endocrinol Metab. 2006, 91, Diamanti-Kandarakis E, Paterakis T, Kandarakis A. Indices of low-grade inflamma-tion in polycystic ovary syndrome. Ann N Y Acad Sci. 2006, 1092, Fenkci V, Fenkci S, Yilmazer M, [et al.]. Decreased total antioxidant status and increased oxidative stress in women with polycystic ovary syndrome may contribute to the risk of cardiovascular disease. Fertil Steril. 2003, 80, Jakubowski L. Aspekty genetyczne zespo u policystycznych jajników. Endokrynol Pol. 2005, 56, Dale T. Signal transduction by Wnt family of ligands. Biochem J. 1998, 329, Biason-Lauber A, Konrad D, Navratil F, [et al.]. A WNT4 mutation associated with Mullerian-duct regression and virilization in 46, XX woman. N Eng J Med. 2004, 351, Vainio S, Heikkila M, Kispert A, [et al.]. Female development in mammals is regulated by Wnt-4 signalling. Nature. 1999, 397, Goll D, Thompson V, Li H, [et al.]. The calpain system. Physiol Rev. 2003, 83, Lu D, Ventura-Holman T, Li J, [et al.]. Abnormal glucose homeostasis and pancreatic islet function in mice with inactivation of the Fem 1b gene. Mol Cell Biol. 2005, 25, Saez M, Martinez-Larrad M, Ramirez-Lorca R, [et al.]. Calpain-5 gene variants are associated with diastolic blood pressure and cholesterol levels. BMC Med Genet. 2007, 8,